具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1至图3，图1示出了本发明一实施例的局部放电特高频监测组件的分解结构示意图；图2示出了本发明一实施例的局部放电特高频监测组件的分解结构示意图；图3示出了本发明一实施例的局部放电特高频监测组件的蝶形天线30的结构图。本发明一实施例提供的一种局部放电特高频监测组件，局部放电特高频监测组件包括：第一法兰盘10、绝缘防护罩20、以及蝶形天线30。第一法兰盘10为金属盘，第一法兰盘10用于与GIS设备的介质窗的第二法兰盘(图中未示出)对应连接。绝缘防护罩20设置于第一法兰盘10的第一侧面上，绝缘防护罩20用于穿过介质窗伸入到GIS设备的腔室内部。蝶形天线30设置于第一侧面上，并位于绝缘防护罩20的内部。

上述的局部放电特高频监测组件，将第一法兰盘10装设于第二法兰盘上后，绝缘防护罩20穿过介质窗伸入到GIS设备的腔室内部，通过蝶形天线30来感应获取GIS设备的局部特高频放电信号，如此能减小产品体积，结构简单，便于组装，且能实现增益高与频带宽；此外，第一法兰盘10为金属盘，能减少GIS设备外部的电磁干扰，具有抗干扰能力强、监测频带宽的优点，能较好地监测到天线的局部放电特高频信号，监测性能较为稳定；另外，绝缘防护罩20罩设于蝶形天线30的外部，对蝶形天线30起到保护作用，还能利用绝缘材料隔离蝶形天线30与高压设备之间的感应电势，以及能防止GISS设备内部气压因长时间挤压导致蝶形天线30变形，如此能较好地监测到天线的局部放电特高频信号，监测性能较为稳定。

具体而言，绝缘防护罩20例如为绝缘块，绝缘块面向第一侧面的表面上设有开口与蝶形天线30的体积尺寸相适应的凹部21，蝶形天线30设置于凹部21内，这样绝缘块的体积尺寸可以做的足够小，在满足自身的壁厚的情况下，能大大减小绝缘防护罩20的体积尺寸。具体而言，绝缘防护罩20例如为聚四氟乙烯体，或者根据需要选择其它绝缘材质体。

请参阅图1、图3与图4，图4示出了本发明一实施例的局部放电特高频监测组件的巴伦结构40的结构图。在一个实施例中，局部放电特高频监测组件还包括巴伦结构40与传输接头50。蝶形天线30包括介质基板31、间隔并对称地设置于介质基板31上的第一辐射贴片32与第二辐射贴片33。第一辐射贴片32与第二辐射贴片33均呈三角形形状。第一辐射贴片32靠近于第二辐射贴片33的顶角部位设有第一馈电点321，第二辐射贴片33靠近于第一辐射贴片32的顶角部位设有第二馈电点331。第一馈电点321与第二馈电点331均与巴伦结构40电性连接。第一法兰盘10上设有第一过孔11，传输接头50设置于第一法兰盘10的第二侧面上，巴伦结构40穿过第一过孔11后与传输接头50电性连接。如此，工作时，第一辐射贴片32与第二辐射贴片33起到共同接收特高频放电信号的作用。第一辐射贴片32与第二辐射贴片33为对称式结构，属于平衡传输天线。此外，通过将第一辐射贴片32与第二辐射贴片33经巴伦结构40与传输接头50相连，巴伦结构40能用于调节阻抗平衡，使得不平衡传输到平衡传输的转换，使蝶形天线30与巴伦结构40的同轴电缆44之间的阻抗匹配达到50Ω，从而提升了天线的性能。

具体而言，传输接头50例如为SMA接头，SMA接头采用N母头。N母头可以与外部相关设备的SMA接头进行对接，从而实现信号的传输。此外，介质基板31具体例如为FR4介质材质体，当然也可以选用其它材质体，在此不进行限定，根据实际需求选用即可。另外，第一辐射贴片32与第二辐射贴片33均具体例如为铜、铝、金等等金属辐射片。

需要说明的是，蝶形天线30中的第一辐射贴片32、第二辐射贴片33均不限于是上述的三角形形状的辐射贴片，还可以是其它不规则形状的辐射贴片，例如是依次连接设置的两个以上呈三角形的辐射贴片，或者是呈三角形形状的辐射贴片与呈方形形状的辐射贴片相互连接组合的形式，还可以是其它形式，在此不进行限定，根据实际需求进行选择。

请参阅图1、图3与图4，在一个实施例中，巴伦结构40包括第一导体41、第二导体42、巴伦阻抗43与同轴电缆44。第一导体41的一端与第一馈电点321电性连接，第一导体41的另一端与同轴电缆44的外导体441电性连接。第二导体42的一端与第二馈电点331电性连接，第二导体42的另一端与同轴电缆44的内导体442电性连接。同轴电缆44与传输接头50电性连接。第一导体41与第二导体42通过巴伦阻抗43电性连接。如此，第一导体41、第二导体42与巴伦阻抗43三者匹配同轴电缆44的阻抗，起到平衡作用。此外，第一辐射贴片32经过第一导体41、同轴电缆44的外导体441接地设置，第二辐射贴片33将感应到的特高频放电信号经第二导体42、同轴电缆44的内导体442向外输送。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，局部放电特高频监测组件还包括金属屏蔽罩60。金属屏蔽罩60设置于第二侧面上，金属屏蔽罩60上设有窗口61，传输接头50设置于金属屏蔽罩60的内部。如此，金属屏蔽罩60能避免电磁干扰以及对采集的特高频信号的影响。此外，具体而言，金属屏蔽罩60采用6061铝合金，该材质具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点，当然金属屏蔽罩60也可以采用其它金属材料，在此不进行限定。类似地，第一法兰盘10也可以类似于金属屏蔽罩60，采用6061铝合金材料，当然也可以采用其它金属材料，在此不进行限定。

请参阅图3，在一个实施例中，介质基板31的板面为长方形状。介质基板31的长度为a,介质基板31的宽度为b。a为150mm～160mm，b为150mm～160mm。具体而言，a例如为156.27mm，b例如为155.92mm。此外，介质基板31的厚度为c，c例如为2mm-20mm,具体例如为2.3mm，介质基板31的厚度c还可以是其它数值，在此不进行限定，根据实际需求进行设置。

请参阅图3，在一个实施例中，第一辐射贴片32靠近于第二辐射贴片33的顶角部位的顶点到其对角边的距离为S，对角边的长度为L；S为25mm～35mm，L为150mm～160mm。具体而言，L例如为154mm，S例如为31.86mm。需要说明的是，第二辐射贴片33类似于第一辐射贴片32设置，在此不再赘述。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，局部放电特高频监测组件还包括设置于蝶形天线30与第一侧面之间的支撑结构70。蝶形天线30通过支撑结构70设于第一侧面上，支撑结构70设于绝缘防护罩20的内部。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，支撑结构70包括设置于第一侧面上的绝缘底板71，以及设置于绝缘底板71上的绝缘杆72。蝶形天线30设置于绝缘杆72上。如此，绝缘杆72支撑起蝶形天线30，使得蝶形天线30与第一侧面之间设有所需的预设间隔。此外，绝缘底板71通过绝缘螺钉、绝缘销钉等安装件固定地设于第一侧面上，绝缘杆72一端固定设置于绝缘底板71上，绝缘杆72另一端固定设置于蝶形天线30上，从而能使得蝶形天线30安装稳定性较好，从而能长久温度运行，不易于损坏。另外，绝缘杆72不止是一个，例如可以是两个、三个或其它数量，根据实际需求设置即可。作为一个具体的示例，绝缘杆72的端部通过例如绝缘螺钉、绝缘销钉等安装件固定地设置于蝶形天线30的介质基板31上。

请参阅图1与图2，进一步地，绝缘底板71为了避开同轴电缆44，绝缘底板71上设置有第二过孔711。第二过孔711与第一过孔11位置相应设置，这样巴伦结构40的同轴电缆44便能依次穿过第二过孔711与第一过孔11向外引出与输出接头相连。

需要说明的是，该“绝缘杆72”可以为“绝缘底板71的一部分”，即“绝缘杆72”与“绝缘底板71的其他部分”一体成型制造；也可以与“绝缘底板71的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“绝缘杆72”可以独立制造，再与“绝缘底板71的其他部分”组合成一个整体。一实施例中，“绝缘杆72”为“绝缘底板71”一体成型制造的一部分。

请参阅图1至图3，在一个实施例中，一种GIS设备，GIS设备包括上述任一实施例的局部放电特高频监测组件，还包括主体结构(图中未示出)。主体结构设置有介质窗(图中未示出)，介质窗的口沿上设置有第二法兰盘(图中未示出)，第一法兰盘10与第二法兰盘对应连接，绝缘防护罩20穿过介质窗伸入到GIS设备的腔室内部。

上述的GIS设备，将第一法兰盘10装设于第二法兰盘上后，绝缘防护罩20穿过介质窗伸入到GIS设备的腔室内部，通过蝶形天线30来感应获取GIS设备的局部特高频放电信号，如此能减小产品体积，结构简单，便于组装，且能实现增益高与频带宽；此外，第一法兰盘10为金属盘，能减少GIS设备外部的电磁干扰，具有抗干扰能力强、监测频带宽的优点，能较好地监测到天线的局部放电特高频信号，监测性能较为稳定；另外，绝缘防护罩20罩设于蝶形天线30的外部，对蝶形天线30起到保护作用，还能利用绝缘材料隔离蝶形天线30与高压设备之间的感应电势，以及能防止GISS设备内部气压因长时间挤压导致蝶形天线30变形，如此能较好地监测到天线的局部放电特高频信号，监测性能较为稳定。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，GIS设备包括多个第一连接件(图中未示出)。第一法兰盘10上设有多个第一安装孔12，第二法兰盘上设有多个第二安装孔(图中未示出)。多个第一安装孔12、多个第一连接件均与多个第二安装孔一一对应设置。具体而言，图1中示意出的第一安装孔12例如为12个，相应地，第一连接件与第二安装孔均具体例如为12个。第一连接件穿过第一安装孔12与第二安装孔将第一法兰盘10与第二法兰盘固定连接。具体而言，第一连接件例如为绝缘螺栓、绝缘销钉、绝缘螺钉等等连接件，第一安装孔12、第二安装孔为与第一连接件相应的安装孔。多个第一连接件分别对应装入到多个第一安装孔12、多个第二安装孔中后，一方面能实现第一法兰盘10与第二法兰盘两者稳固地结合在一起，另一方面，能保证较好的密封性，避免GIS设备的腔室内部的氟化硫气体通过第二法兰盘向外泄露。

请参阅图1与图2，进一步地，绝缘防护罩20上设置有多个第三安装孔22，第一侧面上设置有与多个第三安装孔22一一对应设置的多个第四安装孔13。绝缘防护罩20通过多个第二连接件81对应穿过多个第三安装孔22进入到多个第四安装孔13后，固定装设于第一侧面上。如此，能实现绝缘防护罩20稳固地装设于第一侧面上。此外，当需要维护或更换蝶形天线30时，拆掉第二连接件81将绝缘防护罩20打开即可，操作较为方便。

请参阅图1与图2，进一步地，绝缘防护罩20的罩口口沿设有翻边62，翻边62例如通过至少一个第三连接件82固定地装设于第二侧面上。

为了验证上述实施例中的局部放电特高频监测组件的天线性能，请再参阅图5，图5示出了本发明一实施例的局部放电气隙的放电模型结构示意图，电极系统为针91-板电极92。气隙由直径为80mm，厚度为0.5mm的绝缘纸板(具体例如为油浸纸板93)组成，针91直径为1mm，针尖曲率半径为200μm，在针91-板电极92之间放有油浸纸板93，试验时的间隙约为3mm。试验时将人工油纸绝缘缺陷模型浸渍于绝缘油中进行局部放电测量。

请再参阅图6至图8，图6示出了本发明一实施例的电压驻波比(VSWR)的曲线仿真图；图7示出了本发明一实施例的局部放电特高频监测组件所采集的局部放电特高频信号；图8示出了本发明一实施例的局部放电特高频监测组件所采集的局部放电特高频信号的频谱分析图。如图6所示，在300MHz—1.5GHz范围内电压驻波比(VSWR)小于5，其中在500MHz时，电压驻波比最小，因此，局部放电特高频监测组件在监测GIS设备局部放电时，传输功率高，能够良好地接收到电磁波信号。如图7所示，局部放电特高频监测组件能够监测GIS设备局部放电特高频信号。如图8所示，通过局部放电特高频监测组件局部放电特高频信号的频谱分析，该局部放电特高频监测组件的工作频点为500MHz，表明该局部放电特高频监测组件的监测性能较好，能良好地监测到局部放电特高频信号。

综上，本实施例中主要用于GIS设备局部放电特高频信号的监测与提取，采用蝶形天线30减少了整体装置结构的体积尺寸，同时引入了巴伦结构40，实现不平衡到平衡的转换，达到同轴电缆44和天线之间50Ω阻抗匹配。此外，蝶形天线30包装在绝缘防护罩20的内部，不易受到外界物理环境影响，具有尺寸小、成本低、便于组装等优点，可以满足GIS设备中局部放电特高频信号的监测。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。